动力电池用胶粘剂解析

随着汽车使用量的不断增加，新能源电动汽车已成为应对能源、环境和城市交通挑战的主要解决方案，并且是未来汽车产业发展的核心方向。动力电池作为新能源汽车的核心组件，胶粘剂则是确保其长期稳定运作的关键材料。在全球电动化浪潮的推动下，动力电池的需求正迅速增长，胶粘剂市场的规模也在持续扩展。

据了解，新能源汽车中的CTP结构电池包设计，通过大幅减少中间模组部件的使用，转而采用大量胶粘剂来固定和连接电芯。

这些胶粘剂主要满足两个需求：一是结构胶，它不仅提供强力的结构粘接，还具备一定的导热性能；二是导热胶，主要功能是导出电芯在工作中产生的热量，同时还需具备一定的结构粘接能力。

结构胶的特点是适用于受力结构部件的胶接，能够承受较大的动态和静态负荷，并在长时间使用中保持可靠性。它可替代传统的连接方式如螺栓、铆钉或焊接，广泛应用于金属、塑料、玻璃、木材等结构部件的连接。

导热胶在软包电池组装中扮演着关键角色，主要用于实现电芯与电芯之间，以及电芯与液冷管之间的热传导。胶粘剂的具体应用形式包括垫片、灌封和填充等。

在电池包内，导热胶的使用是为了增强电芯之间的热传导，从而提高整体散热效率，保证电池在高负荷运行时的稳定性和安全性。

● 结构胶

在动力电池包的设计中，结构胶发挥了关键作用，它不仅要确保电芯与pack壳体之间的可靠连接和固定，还需取代传统的机械连接方式。

为了满足这些要求，结构胶必须具备优良的强度、柔韧性、耐老化性、阻燃绝缘性和导热性等性能。市场上常见的动力电池包结构胶包括聚氨酯结构胶、丙烯酸结构胶、硅胶、环氧结构胶、UV胶和耐高温热熔胶。根据它们各自的特性，它们在不同应用场景中各有优劣。

评价不同类型结构胶的粘接性能时，主要关注以下三个具体指标：接头强度、破坏形式和胶体的断裂伸长率。

接头强度指的是胶合接头所能承受的最大负荷；理想的破坏形式是内聚破坏，即在接头处材料的最大强度下发生断裂，这表明粘接强度高且均匀；断裂伸长率则衡量胶体的弹性，反映其在受力下的变形能力。

● 导热胶

导热胶主要由树脂基体（如环氧树脂、有机硅和聚氨酯等）和导热填料（如氮化铝（AlN）、氮化硼（BN）、氮化硅（Si3N4）、氧化铝（Al2O3）、氧化镁（MgO）、氧化锌（ZnO）等）构成。

随着电池包在CTP（Cell-to-Pack）技术的发展，电池厂商对导热胶的需求不断增加，同时也要求降低成本。在减少结构件设计的背景下，对胶的粘接强度提出了更高的要求（通常大于10Mpa）。

因此，具有良好粘接强度和成本效益的聚氨酯导热结构胶成为了主流选择。在电池芯的最佳工作温度范围（20-40℃）内，CTP结构下的导热胶能有效实现电芯之间及电芯与液冷板之间的均衡散热，从而降低电芯的温度和电芯之间的温差（通常下降1-2℃），这对电池热管理系统的优化至关重要。导热系数更高的导热胶在降低电池温升和温差方面表现更为显著。

● 动力电池用胶点解析

胶粘剂在动力电池上的四大作用

1．为动力电池提供防护效果；2．实现安全可靠的轻量化设计；3．热管理；4．帮助电池应对更复杂的使用环境。

电芯与电芯之间的粘接—结构粘接

基材：铝板和外包PET膜；要求：粘接定位，导热，与PET膜和铝板粘接性好；解决方案：双组份聚氨酯结构胶，单组份有机硅胶，双组份硅胶。

导电片与模组壳体的粘接

基材：PC片和镍片/铝片 镍片/铝片和ABS/PC；要求：粘接定位，耐温-40℃～85℃ 快速定位；推荐产品：双组分丙烯酸结构胶、耐高温热熔胶。

电芯灌封

要求：导热，固定电芯，减震，阻燃，增加安全性，低密度；产品推荐：双组份导热硅胶。

圆柱形电池底部的粘接固定

应用：线束隔离板，焊点位置保护胶；要求：阻燃，低气味，对铜/铝/PVC/PP/硅胶材料无腐蚀性，尽可能快速固化；产品推荐：阻燃黄胶，UV胶，环氧保护胶。

圆柱电池支架固定性能

要求：耐老化性能优异，柔韧性能好；产品推荐：丙烯酸结构胶。

底板与电芯之间的导热

要求：环保，具有触变性，导热性好，室温下能快速固；产品推荐：导热环氧结构胶，双组分丙烯酸结构胶。

电池的螺纹锁固

要求：能满足要求的振动，机械冲击，跌落，翻转，模拟碰撞等测试；产品推荐：厌氧螺纹锁固胶。

铭牌粘接

基材：大部分是铝合金和表面经过处理的钢铁件；要求：耐振动，胶层有韧性，初粘力强，胶黏剂具有一定的触变性，对基材粘接力好；产品推荐：丙烯酸结构胶、低温固化环氧胶。

● 市场情况

随着CTP（Cell-to-Pack）技术和刀片电池技术的广泛应用，对胶粘剂的要求和用量显著增加。预计单个电池包的胶粘剂用量将从目前的1-2公斤大幅上升，增长幅度会非常显著。同时，单个电池包的胶粘剂价值也将从200-300元提升至400-900元。

需要特别注意的是，新能源汽车和动力电池的独特产品特性使得对胶粘剂和胶粘材料的性能要求与传统材料大相径庭。

随着动力电池技术的快速迭代和新产品的不断推出，开发与这些新技术相适应的胶粘新材料变得尤为重要，这对于提升动力电池的能量密度、安全性、循环寿命和轻量化都是不可或缺的。

近年来，特种功能性胶膜和胶粘剂产业发展迅猛，整体趋势向专业化、差异化和高性能化迈进。尤其是动力电池产业的迅速发展，推动了国内相关企业在技术和产品创新方面的积极进取。

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